掺杂(Al3+,Ga3+)对石榴石型电解质Li_7-xLa₃Zr_2-xTa_xO₁₂锂离子电导率的影响

摘要

为了提高Li_7?xLa₃Zr_2?xTa_xO₁₂(LLZTO)固体电解质电导率，本文研究了Al3+和Ga3+掺杂对材料性能的影响。结果表明，掺杂 Al ^{3+和 Ga 3+，显著提高了材料的致密度和电导率。Al- Li _7?x La ₃ Zr _2?x Ta _x O ₁₂(Al-LLZTO)中的铝离子同时存在于晶粒和晶界中，晶界中的铝含量是晶粒中的两倍，Al-Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂拥有最高的总电导率0.54 mS/cm，其激活能为0.42 eV。Li_7?x?3yGa_yLa₃Zr_2?xTa_xO₁₂(Ga-LLZTO)中，铝的含量较低，镓离子同时存在于电解质的晶粒与晶界中。在锂含量相同的样品中，Ga-LLZTO的总电导率要高于Al-LLZTO，表明Ga的掺杂比Al的掺杂对LLZTO电解质的电导率提升更大。最终，我们得到总电导率最高的样品Li_6.4Ga_0.1La₃Zr_1.7Ta_0.3O₁₂，其总电导率和激活能分别为0.87 mS/cm和0.33 eV。}